家族性ALSタイプ6におけるTLSリン酸化シグナル特異的なRNA代謝の分子機構

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K07074
• Research Institution: Hiroshima Bunkyo Women's University
• Principal Investigator: 藤井 律子 広島文教女子大学, 人間科学部, 教授 (90342716)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: FUS/TLS / RNA輸送 / エクソソーム / リン酸化シグナル / RNA代謝

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、家族性ALSタイプ６（以下、ALS6）においてTLSの正常なRNA代謝が阻害されることに着目し、TLSの特異的なリン酸化が関与する脊髄運動ニューロン内の正常なRNA代謝の過程およびTLSの標的となるRNAを同定することにより、ALS6が発症する初期過程を明らかにすることを目的としている。本年度は、TLSによる正常なRNA代謝を理解するため、脊髄運動ニューロンモデル細胞NSC-34を用いた実験により、以下の2点について新しい知見を得た。
１）脊髄運動ニューロンの過興奮時に起こるTLSの特異的リン酸化
NSC-34細胞の過興奮時には、TLSのC末端NLSのチロシン残基だけではなく、セリン/スレオニン残基のリン酸化も起きる。TLSには、複数のセリン/スレオニンリン酸化コンセンサス配列があることから、TLSの特異的リン酸化による高次構造変化を検討中である。
２）脊髄運動ニューロンの過興奮時に放出されるエクソソームRNAの網羅的解析
NSC-34細胞の過興奮時には、一過性にエクソソームの放出量が定常時よりも上昇することが確認された。NSC-34細胞が放出するエクソソーム中のタンパク質として、N末TLS/FUS抗体で認識されるTLS断片、CD9 exosome表面抗原およびExosome component9などが認められた。また、RT-PCRによる検出レベルで、過興奮誘導後に放出されるエクソソーム中に、Ca2＋透過性の高いNR1サブユニットのRNAスプライスバリアントが増加することが明らかとなった。さらに、定常時と過興奮誘導後にNSC-34細胞から放出されるエクソソームRNAについて網羅的エクソソームRNASeqを行った結果、過興奮誘導後60分以内に有意に放出量が増加する29のRNAを同定した。現在、これらのエクソソームRNAの機能を解析中である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

ALS6疾患モデルマウス（ALS6特異的TLS点変異体ノックインマウス）等を用いたin vivo解析による検証が未達成である。また、TLSのセリン/スレオニンリン酸化部位の特定と上流シグナルの同定に時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

ALS6疾患モデルマウスを用いた解析が頓挫しているため、網羅的エクソソームRNASeqの結果で得られたRNAの放出制御とこれらのRNAのALS6発症に関わる機能の同定に注力するとともに、TLSリン酸化依存的なエクソソーム放出に関わる分子を同定する予定である。